智慧工业概念最早在2011年由德国国家科学与工程院联合提出。这几年经过酝酿开始在欧洲、美国、中国大陆等地广被接受,逐渐成为全球政府与产业界关注的大趋势。
一提起智慧工业知识经济与竞争力中心首席研究员陈清文就严肃地指出:台湾不能再落后了!今年上半年他与工研院团队到大陆参访,发现当台湾还在担心大陆红色供应链崛起,抢走台湾订单时,大陆却正努力积极摆脱微利制造的命运,朝超越顶尖制造大国德国的目标前进!
去年德国终于出版了第一本系统化介绍《智慧工业》的专书,主要作者是德国知名的科技分析师乌尔里希·森德勒 ,他曾实际拜访过德国上百家企业,去年在当地举办了一场智慧工业高峰会,为了这场论坛,他发表了不少文章,再把论坛上西门子、戴姆勒等企业发表的文章,结集成书。
这本书其实写的十分生硬,并不是给一般人阅读的,但意外让从未到访过中国大陆的森德勒在大陆成为产业界的知名人物。因为不管看得懂、看不懂,不少大陆企业界手上都有一本他的书。
接受《远见》越洋专访时,他笑说,这本书让他的工作与生活产生很大改变。从未去过大陆的他很惊讶,竟然有那么多大陆人看他的书,甚至有一团南京企业到德国拜访他。今年6月22日,他还将接受《远见杂志》邀请,来台主讲智慧工业大未来。
森德勒是工程师出身,曾担任研发用电脑控制工厂设备程式的数控设计师,在1989年开始成为专业科技记者与分析师,出版超过十本介绍电脑辅助设计、产品生命周期管理等书籍。也因此他对于如何用电脑虚拟环境做产品开发、再输入机器做自动化生产等技术,了解深入。这些正是智慧工业的关键要素。
远见杂志问:请问德国为何在2011年提出智慧工业的愿景?
森德勒答:智慧工业提出的背后是许多德国企业如西门子,以及专业研究学者,在近年看到苹果创办人贾伯斯推出iPhone带来的革命,竟能击沉诺基亚,深感网路与行动运算这些创新趋势带来的改变。
德国企业突然发现,一个产品从开发到上市,不能再闭门做,都要透过网路连动世界的变化,才不会被消费者抛弃。他们担心,有一天这些变革,也会全面渗透到工厂制造过程, 将让一向以专精制造、着重工艺精神的德国,面临重大考验。
另一方面欧洲只有德国和奥地利两个国家安然度过2008年金融海啸,主要原因就是当其他国家都把制造移到海外,只有这两国把制造业牢牢抓在手里。例如根据2013年德国机械设备制造业联盟针对全球的调查指出,德国工业占整体产业的毛附加价值比例,近20年从没掉到25%以下,奥地利也约有25%上下。反观美国、英国、义大利与日本,则滑到20%或更少。
这些事实证明了,德国未来要维系竞争力,就算人力成本高,应该还是要想办法创新,让开发到生产的过程融合得更好,不能为了降低成本就外移。
产品开发制造不可闭门造车
问:请问何谓智慧工业?
答:外界对这个新概念有误解。它不是推行无人工厂,叫机器人取代人类去生产。正好相反,这个概念是期待一个全能发明家,可以从开发商品到制造,全都自己来!
当初取名智慧工业是标榜为工业的第四次革命,希望建构一个智慧化的工厂,里面的开发团队,不再只是在内部闷头做,和外界隔离;而是透过网路大数据搜集资料,做出消费者真正期待的创新商品。
问:德国有智慧工业的成功案例吗?
答:一开始只有抽象的理念。还好西门子等德国企业领头在自家工厂做创新研究,慢慢摸索出来智慧工业的五大核心科技要素。这五个要素包括了行动运算、社群网路、物联网、大数据、分析与优化科技。
首先行动运算是让所有产品,可以透过行动装置收集外界讯息的科技基础;脸书等社群网路平台,则是可以用来搜集消费者对产品回应的内容;物联网,则是透过感测晶片,来放在制造或使用环境中搜集回应的科技基础,其中包括了一个城市里消费者使用产品真实状况的感测回应网络;以及所谓的机器联网,也就是可以让工厂设备回传制造现况的网络。
以上的科技都齐备了,才可能让产品开发人员,拥有外界真实的回应资讯。
但是这些资讯只是庞杂的数据,还需要靠大数据科学家,及一次次做分析与优化改善产品的软体,才能用来导入各种自动化生产设备,制造出真实掌握市场趋势,以及实际生产状况的创新产品。
从这里可以想像,未来一个有这样概念的创新工厂,需要从研发到制造,每一个产品早从设计阶段、到制造零组件、运输组装、还有生产,每一个环节都要有无数的感测晶片来传讯。
这样庞大的系统背后,一定会需要一个宛如神一样无所不知的软体来全程统筹,才能让开发人员拥有最完善的管理机制。这个软体正是智慧工业的核心科技。
问:有具体产品个案了吗?
答:德国工具机知名厂商卡普,就是成功例子。
简单来说卡普制造销售的各式工具机床是由电脑程式来驱动操作,而且是必须依照客户的需求做客制化软体。卡普独门的开发软体,不仅可以模拟新的机床硬体运作状况,也可以模拟把客户的软体放进机床硬体时的运作状况,从头到尾,都不需要空出一台真正的硬体专做功能调整改善,节省很多人力与时间。
至于汽车产业方面,保时捷想办法透过这方面创新,做出一些可以让汽车和驾驶、行驶环境互动更良好的新设计。BMW以及福斯汽车集团,则善用行动网路去打造开发给汽车驾驶专属的手机App,去串联车内系统。
另外奇异也和康宁、辉瑞等本地企业,以及美国能源署、加州大学洛杉几分校等机构,共同参与创立一个非营利性质的智慧制造领导产业联盟。
问:要做到工业智慧工业需要什么条件?
答:人才的培育与考验非常大。因为要一个人,从产品开发、设计到制造的环节都理解,需要牵涉的专业知识领域非常广泛,举凡电子学、机械学、程式设计等都得懂。
这点的确不容易因为包括最先进的公司,都还是会分软体、硬体、前后端等不同部门来找人,现在一些公司采取的方式,就是让这些部门的人互相学习。
像是德国家电厂商威宝就是请产品研发经理,大约花1/4时间坐在客服人员旁边,了解产品实际在消费者端使用的状况。